物理小论文
生活中有很多的物理现象,许多简单的现象可以用所学知识去解答。
现象一:飞快的火车有一个安全距离,当我们在公路上步行时,不宜靠中太近,除了害怕离线的车会撞到之外。还有一个意料之外的原因,对此本文将作出解答。
现象二:取两片很薄的纸,将他们贴近,用力的吹,我们并不能将纸吹开,反而出现被“吹拢”的情况。
现象三:,对于相同流量的水而言,口径大的水龙头,水的流速很慢,但是对于口径小的水龙头,可以明显的看到流速加快了。这是什么原因呢?
总结来看,空气和水都是流体,在两者之间有着一定的共同点,都遵循流体的基本性质,在流体的学习中有两个很重要的方程叫:伯努利方程和连续性方程。用它们就可以很简单的解释上面三个现象。首先,伯努里方程的基本表达式为:P+1/2pv+pgh=恒量。P指流体周围的压强大小,p指流体本身的密度,v指流体的速度。在上述但现象中,可把水和空气近似的看作理想流体,且它们作常流动。在以上前两种情况中,都可以将pgh看作是不变的,所以我们很容易的就得到P+1/2pv=恒量。容易得出压强和速度成反相关。下面将对三个
现象作出具体的解释。
解释现象一:其中提到一个意外的原因就是很有可能身边的空气将我们“推”向汽车而发生意外。为什么这么说?当车飞快的从我们身边开过的时候,对周围的空气造成了影响:使它们的速度加快,在这样的情况下,根据上面的推倒易知:速度过快造成周围空气的压强减小,在汽车周围形成一个压强差,在车周围的事物就容易被“压”到车下。这是相当危险的,所以步行要尽量的靠边走。
解释现象二:当两片薄纸靠近,我们将它们看成和外面的空气分开,当我们吹气时,使得两纸间少量的空气流速加大,压强减小,外围的空气使得纸片贴在一起。
解释现象三:同流量即体积相同,所以易知SV=S V。这就是理想流体的连续性方程。它表示理想流体作定常流动时,流体的速率与流管截面积的乘积是一个恒量。由此可知,当我们将口径边小时,必然导致流速加快。根据个原理在科技上也有很大的运用,比如切割水枪,对于一样的出水量,这种水枪的口径很微小,使得出水的速度极快,所含动能极大,
在生产上有很大的运用。
细心观察,生活中其实也有很多物理现象,冰箱里就是如此。
打开冰箱,会有一股凉气飘扬而出,每到夏天,这种感觉便更加明显,这和冰箱里各种物态变化的功劳是分不开的。冰箱里的凉气,是大量气态“搬热人员”在气化是吸热所造成的。有吸必有放,冰箱外部,在加压的条件下,这些勤劳的搬运工,在这里液化,将所保存的热量释放出来,以便于下一轮继续工作。
当然,在冰冻室中,也会存在凝固的现象。如果你将冷冻室中的物品拿到冷藏室,也会出现融化的现象,但他们都是次要的了。还有更次要的,那就是任何地方都会出现的升华与凝华,就不用说了。
小小的一个冰箱,就存在全部6种物态变化,更何况鬼斧神工的大自然呢?
介绍照相机
照相机的工作原理,概略地说是应用光学成像原理,通过照相镜头将被摄物体成像在感光材料上。下面将粗略地介绍摄影光学成像原理:人类对于光的本性的认识,光线的传播及透镜成像原理。
人类对于光的本性的认识经历了漫长而又曲折的过程。在整个18世纪中,光的微粒流理论在光学中仍占优势,人们普遍认为光是微小的粒子组成的,从点光源发出并以直线向四面八方辐射。19世纪初,以杨氏(Young)和菲涅耳(Fresnel)的著作为代表逐步发展成今天的波动光学体系。如今对光的本性认识是:光和实物一样,是物质的一种,它同时具有波的性质和微粒(量子)的性质,但从整体来说,它既不是波,也不是微粒,也不是它们的混合物。
从本质上,讲光和一般无线电波并无区别,光和电磁波一样是横波,即波的振动方向与传播方向垂直。一个发光体就是电磁波的发射源,发光体发射的电磁波向周围空间传播,和水波波动产生的波浪向四周传播相似。强度最大或最小的两点距离称为波长,用λ表示。传播一个波长所需的时间称为周期,用T表示,一个周期就是一个质点完成一次振动所需要的时间。1秒内振动的次数称为频率,用ν表示。经过1s振动传播的距离称为速度,用“v”表示。波长、频率、周期和速度之间有如下关系:
v=λ/T ,ν=1/T,v=λν
由此可见,光的波长与频率成反比。实际上光波只占整个电磁波波段的很小一部分。波长在400~700nm的电磁波能够为人眼所感觉,称为可见光,超过这个范围人眼就感觉不到了。不同波长的可见光在我们的眼睛中产生不同的颜色感觉,按照波长由长到短,光的颜色依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色。不同波长的电磁波在真空中具有完全相同的传播速度,数值是c=300,000km/s。
下面叙述几何光学的几个基本定律——光线的传播规律:
(1)光的直线传播定律 光在均匀介质中,是沿着直线传播的,即在均匀介质中光线为一直线。光的直线传播现象在日常生活中随时随地可以见到,如物体被光照射而成影,小孔成像等。光的直线传播引出了光线这个概念。
(2)光的独立传播定律 光的传播是独立的,当不同光线从不同方向通过介质某一点时,彼此互不影响。当两支光线会聚于空间某一点时,它的作用为简单的叠加。光线的这一性质,使被拍摄物体各点的光互不影响地进入照相镜头,在成像面上成像。
(3)光的反射定律 当光传播到两种不同介质的分界面时,就会改变传播方向,发生光的反射。光的反射定律指出: ①入射光线、反射光线和分界面上光投射点的法线在同一平面内,人射光线与反射光线分别位于法线的两侧。
②人射角和反射角相等。入射光线与法线N的夹角记为入射角,用i表示;反射光线与法线N的夹角记为反射角,用α表示。则有i=α。光的反射现象还具有可逆性,假如光线逆着原来反射光线方向入射到界面上,那么它将逆着原来入射光线的方向反射出去。随着界面的不同,反射又可分为定向反射和漫反射。从一个方向入射到光亮、平整的镜子上的光线,入射点都落到同一平面上,其反射都向着同一方向,则称为定向反射。当光从一个方向投射到粗糙表面上时(如毛玻璃面等),由于粗糙面可以看成由许多角度不同的小平面组成,光线便从各个不同的方向反射出去,称为漫反射。但需注意在漫反射现象中,就每一条光线而言都还是遵循反射定律的。
光的反射,在照相术中起着相当重要的作用。例如人本身并不发光,但当光线从各个角度照射到人身上后,光线便可从各个角度有所反射。我们常利用反射光进行拍照,就是遵循光的反射定律。